[통계역학] 1.1-(1) Example: 이상 기체, 기브스 역설 Ideal Gas, Gibbs Paradox
이번 페이지에서는 이상 기체에서 microstate 개수를 구하고 이를 이용하여 열역학의 몇몇 결과들을 도출해보자. #Microstate Multiplicity of Ideal Gas한 변의 길이가 \(L\)인 정육면체 상자에 입자간 상호작용이 없는 단일원자 \(N\) 개의 기체가 총 에너지 \(E\) 를 가지고 있다고 하자. i번째 입자에 허용된 에너지 레벨은\[ \varepsilon_i = \frac{\hbar^2 \pi^2}{2mL^2} (n_{i,x} ^2 + n_{i,y} ^2 + n_{i,z} ^2) ~~~~~~ \text{where } n_{i,x}, n_{i,y}, n_{i,z} = 1,2,\cdots \]이므로 \(L=V^{1/3}\)을 이용하면,\[ n_{i,x} ^2+ n_{i,y} ..
2020. 7. 28.
[통계역학] 1.1 거시상태, 미시상태, 볼츠만 상수 Macrostate, Microstate, Boltzmann Constant
고전역학과 양자역학의 이론은 입자 1개 또는 몇 개의 입자에 관한 위치, 운동량, 에너지의 변화에 대하여 기술하지만, 현실의 실험에서는 각 입자의 위치, 운동량, 에너지 대신, 전체 시스템의 압력, 부피, 질량, 온도 등을 알 수 있을 뿐이다. 따라서 전체 시스템의 압력, 부피, 질량, 온도 등을 이용하여 각 입자의 위치, 운동량, 에너지 등을 유추하고 이를 기존 이론으로 재기술해야 하는 것이 필요한데 이 작업의 기초가 통계역학이다. 이번 페이지에서는 현실에서 측정하는 값들과 물리 이론의 변수들을 정리하고 이들을 연결하는 개념으로 등장한 볼츠만 상수를 살펴본다. #Macrostate #Microstate #Equal a Priori Probabilities부피 \(V\) 의 상자에 갇혀있는 \(N\) 개..
2020. 7. 28.
